一种激光加工技术中的串联机构
专利汇可以提供一种激光加工技术中的串联机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种激光加工技术中的 串联 机构，可以方便实现激光光头与 工件 的最终相对 姿态 和 位置 的调节功能，其优点在于：可以实现等光程加工，激光光束被反射次数较少， 能量 损失较小，控制便利。该串联机构由多个导光臂经 转动关节 串联连接，最后一个导光臂和激光光头连接，每两个导光臂间由一个转动关节连接，一个转动关节中只有一个反射镜，控制系统控制转动关节自行转动，使其连接的两个导光臂发生相对转动，从而调节各个导光臂的空间位置，最终实现激光光头相对工件的最终 位姿 的调节，采用 机器人 手臂控制系统作为控制整个三维串联机构空间运动的控制系统即可；该串联机构的每一个转动关节内安装有一个反射装置，反射装置的镜面调节机构和转动关节的函数转动机构耦合在一起，随同转动关节一起按照一定的函数关系转动，从而 自动调节 反射镜镜面的空间位置，保证 激光束 经过反射镜反射后是绝对沿导光臂轴线方向前进的。，下面是一种激光加工技术中的串联机构专利的具体信息内容。
1、一种激光加工技术中的串联机构，由多个导光臂经过转动关节串联连接，最后一个 导光臂末端和激光光头连接，其特征是：每两个导光臂间由一个转动关节连接，控制系统控 制转动关节自行转动，使其连接的两个导光臂发生相对转动，从而调节各个导光臂的空间位 置，最终实现激光光头相对工件的最终位姿的调节，采用机器人手臂控制系统作为控制整个 串联机构空间运动的控制系统；该串联机构的每一个转动关节内安装有一个反射装置，反射 装置由一面镀金属镆反射镜、镜面调节机构组成，反射装置的镜面调节机构随同转动关节一 起转动，从而自动调节反射镜镜面的空间位置，保证激光束被反射镜反射后绝对沿导光臂轴 线方向前进。
2、根据权利要求1所述的一种激光加工技术中的串联机构，其特征是：每两个相邻的 导光臂间采用转动关节连接，控制系统控制转动关节的转动，实现两相邻导光臂间的相对转 动。
3、根据权利要求1所述的一种激光加工技术中的串联机构，其特征是：各个转动关节 在控制系统的控制下自行转动，从而调节各个导光臂的空间位置，最终实现激光光头相对工 件的最终位姿的调节。
4、根据权利要求1所述的一种激光加工技术中的串联机构，其特征是：采用机器人手 臂控制系统作为控制整个串联机构空间运动的控制系统。
5、根据权利要求1所述的一种激光加工技术中的串联机构，其特征是：在每个转动关 节内均装有一个反射装置，反射装置的镜面调节机构和转动关节的函数转动机构耦合在一 起，镜面调节机构绕镜面中心的转动速度等于转动关节转动速度的一半。
6、根据权利要求1与4所述的一种激光加工技术中的串联机构，其特征是：采用了镜 面调节机构，根据转动关节的转动自行调整反射镜镜面的空间位置。
7、根据权利要求1与4所述的一种激光加工技术中的串联机构，其特征是：一个反射 装置中，仅采用了一面镀金属镆镜面作为反射镜镜面，入射角和反射角是可以变动的。
8、根据权利要求1与4所述的一种激光加工技术中的串联机构，其特征是：反射装置 中，镜面调节机构的转动中心与相邻两导光臂轴线交点、转动关节转动中心三者重合。
所属技术领域
本发明涉及一种激光加工技术中的串联机构，该三维串联机构可以方便的实现激光加工 过程中激光光头与工件的最终相对姿态和位置的调节，并且可以保证是高精度、等光程加工。
背景技术
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：1、机构设计。激光发生器出来的激光经过 固定工作平台的导光装置后直接进入导光臂，导光臂的一端和固定工作平台固定连接，另一 端通过转动关节和下一个导光臂连接，由转动关节内的函数转动机构来实现两导光臂的相对 转动，如此串联下去，直到最后一个导光臂连接激光光头，最终串联起来的机构形式为：固 定工作平台->导光臂->转动关节->导光臂->转动关节…导光臂->激光光头，根据实际加工 和控制的需要确定串联的级数以及串联的顺序，整个串联机构的空间控制原理和机器人手臂 控制原理是一样的，所需要用到的控制系统已是很成熟，将机器人手臂的控制系统应用于该 串联机构，即可实现激光光头对工件最终相对位置和姿态的调节和控制，也即空间位姿控制。 2、反射装置设计。在任一个转动关节内均装有一个反射装置，该反射装置由一面镀金属镆 反射镜、镜面调节机构组成，镀金属镆反射镜贴焊在调节机构的平面上，安装机构时保证镜 面中心正好是两导光臂轴线的交点，通过齿轮机构或其他变速装置将调节机构和转动关节的 函数转动机构耦合起来，使调节机构绕镜面中心的转动速度等于转动关节绕镜面中心转动速 度的一半，反射装置将来自前一个导光臂的激光光束反射后，使光束进入下一个导光臂，并 沿导光臂的轴线前进。在整个设计中，无论最终激光光头的位置和姿态如何，无论转动关节 如何转动，各个导光臂的长度没有发生变化，所以，激光光束所行进的光程是不变的，保证 了加工全过程为等光程加工，提高了加工精度，另一方面，转动关节内反射装置的反射镜采 用镀金属镆反射镜，入射角没有定死，反射光路遵守反射定理，用于反射激光光束的反射镜 镜面空间位置是自动调节的，结构和操作均简单，在同样的空间位置变化范围内，可以精简 转动关节数目和反射镜个数，减少了激光能量损失。
本发明的有益效果是，在保证加工过程为等光程加工和方便实现加工过程中位姿控制 的同时，其空间结构简单，占用空间位置小。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的原理示意图。
图2是图1中任一转动关节的纵剖面构造图。
图3是图2中转动关节内光路反射原理示意图。
图中1.固定平台架，2.导光臂一，3.转动关节一，4.导光臂二，5.转动关节二，6.导光 臂三，7.转动关节三，8.导光臂四，9.激光光头，10.工件。
具体实施方式
在图2中，两导光臂通过转动关节相连接，用于激光束反射的反射装置安装在转动关节之 内，反射装置由一面镀金属镆反射镜、带一平面的调节机构组成，镀金属镆反射镜贴焊在调 节机构的平面上，安装机构时保证镜面中心正好是两导光臂轴线的交点，通过齿轮机构或其 他变速装置将调节机构和转动关节的函数转动机构耦合起来，使调节机构绕镜面中心随转动 关节一起转动，且速度等于转动关节转动速度的一半，激光束经过该反射镜反射后会直接进 入下一导光臂且沿轴线方向前进。
图3中，结合图2对转动关节内反射装置的光路反射原理进行说明，设定在初始时刻t0， 激光束沿光臂轴线AO前进到达O点，经过镀金属镆反射镜反射后，沿下一导光臂轴线OE进入 导光臂；在时刻t1，控制系统旋转转动关节，使导光臂发生相对转动，其轴线转动在OE’位置， 转动角度为∠E0E′，由于反射装置的半球形调节机构和转动关节的函数转动机构是耦合在一 起的，且满足绕镜面中心O点的转动速度等于转动关节转动速度的一半，所以，镜面会从原 位置BD转到B’D’，镀金属镆反射镜在镜面中心O点处的法线OF转动到OF’位置，并满足关系： 根据反射定理可以知道，沿AO方向来的激光束经过该反射后一定会沿OF’ 前进。
本发明的具体实施例可以根据具体控制空间范围的需要，确定具体尺寸比例、串联的顺 序以及转动关节的数目。
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